能源量介质平衡在企业中的应用

郑一畅

(安阳钢铁集团有限责任公司)

能源量介质平衡在企业中的应用

郑一畅

(安阳钢铁集团有限责任公司)

主要介绍了在企业中能源量产出与消耗之间的平衡关系，及建立平衡数据的重要性、平衡设计上需要注意问题和改进方法等。通过对数据平衡的分析来发现问题、处理问题，能够及时有效的在各分厂能源量生产和消耗上进行合理配比，杜绝浪费，达到生产效益最大化。

能源量 平衡 投入产出

AbstractThis paper mainly introduces the balance relationship between energy output and consumption in the enterprise, and the importance of establishing the balance data, the problems needing attention in the balance design and the improvement methods. Through the analysis of the data balance to find problems and solve problems, it can be timely and effective in the production and consumption of energy consumption of each branch on a reasonable ratio, eliminate waste, to maximize production efficiency.

KEYWORDSenergy balance input and output

0 前言

在国内很多工矿企业中，生产上经常用到各种能源介质作为一次能源和二次能源来使用，尤其是一些大、中型企业，能源量介质种类更多，例如我公司生产所需要的介质就有高炉煤气、焦炉煤气、混合煤气、氧气、氮气、氩气、工业水等多达20余种。这么多的能源产出和消耗，怎样才能更好的进行管理呢？本着节约、环保的目的，我们就要对其加以分析，使其产生最大效益，杜绝浪费，根据用户需要来合理分配供给关系，能源量供应多了用户用不完放散掉造成浪费，供应少了又影响到正常生产，这就需要我们计量人员对各种介质实时测量监控，及时发现供需变化，产出与消耗要一致。

1 能源平衡的管理

目前，我公司的主要单介质平衡系数都保持在5%以内，一旦发现数值增大或异常，即可在第一时间判定仪表或生产上出现问题，便于及时处理故障。

根据这一要求，对每种能源量介质进行产出(即发生量)与消耗量的比例关系计算，得出平衡系数，即：

平衡系数这个数值理论上都是正值，因为消耗量不可能大于发生量，但在计量系统中存在误差，在个别情况下可能会出现负值，这就需要对仪表进行系统误差校验，看是否超差。

在企业中，很多测量仪表一般都在生产现场附近安装，由于现场环境相对比较恶劣，比如高温、振动、电磁干扰等以及其他原因，所以对计量平衡有时候产生很大影响，数值有时候会很大，现在我们就针对哪些原因是造成平衡系数不精确的因素，结合我公司的实际情况和所遇到问题，加以以往经验和具体例子来谈一谈怎样对平衡系数进行改善。

2 管路要完整、仪表配备率要全

首先要对能源量介质的管网路由进行全面检查，防止由于管道破裂造成的漏水、漏气现象。我们就遇到过这种情况，当时对某种介质平衡统计时数值明显不对，仪表也正常，后来沿管路检查后发现在一个高空架空管道处有漏气现象，经处理后平衡明显好转；有时候用户数量很多，管网上分支要逐个排查，确保每一路都有计量仪表，杜绝有缺表、漏装仪表现象，确保管道及仪表节流件处无泄露点，这样才能保障测出的数据是合理有效的。

3 参数正确、量程设定合理

仪表安装在现场， 通过信号线把数据传到计算机内进行处理，仪表和计算机内的各个参数要设定正确且量程要一致，否则会出现现场数据和计算机得出的数据不一致。仪表量程设定要合理，一般为常用流量占量程的30%～70%之间为宜，太高或太低都对计量的准确性有所影响。对于气体介质，根据气体方程知，当温度、压力改变时，气体体积也改变，所以测量数据时都要换算成标况下气体流量，这就要求每个计量点都有温度表和压力表，在计算机内温压补偿进行计算后得出正确数据。

4 仪表位置安装合理

仪表安装的位置也很重要，安装位置不当会造成计量遗漏或重复，例如我单位在对压缩空气进行平衡分析时，发现总管远远大于分量，经过调查发现，动力厂生产的压空流量(即发生量)，在管网压力过大时就直接放散了一部分，而放散阀在仪表后方，即放散的这一部分已计入总量当中，而分量中却没有这一部分，所以应该把放散阀移到仪表前面或者把仪表安装在放散阀后面；由于安装位置的不合理，在支管和总管上同时安装仪表将会出现重复计量的问题，经过以上这些因素的排查及整改，平衡系数会明显下降。

5 混合气体密度改变对平衡也有影响

我公司各加热炉及锅炉均采用高、焦混合煤气进行加热。以煤气加压配比后送出的南路混合煤气为例，有南路高炉煤气和南路焦炉煤气两个总量混合后进入混合煤气管道，其用户达12个。由于混合煤气流量测量采用传统的节流孔板(包括个别环形孔板)，而孔板是按照固定的混合煤气密度设计，且设计的流量标况值不统一，在实际使用中，随着高炉、焦炉和加热炉生产的情况的变化，总是不断地调整高、焦炉煤气配比量，也就是说，混合煤气的密度总是在变化的，使得混合煤气流量测量严重失准，煤气平衡也就无法进行，甚至需要人工进行协调，才能结算数据。为此，我们在实际计量中，实时计算混合煤气的密度，参与每一个孔板计量，从而实现密度动态在线补偿，使高、焦混合系统流量正常计量并平衡核算。

根据气体流量公式进行单位换算，公式如下：

式中：Q1——标准状态下气体流量；

Q0——实际状态下气体流量；

Kd——补偿系数；

Δp——差压；

ρ1——实际气体密度；

ρ0——设计气体密度。

混合煤气密度为：

则0 ℃，101.33 kPa标况下混合煤气的密度为：

则混合煤气0 ℃，101.33 kPa标况下的流量公式:

其实上述结果只是理想状态，还存在由于压力损失所造成的误差。另外存在一个时间滞后所带来的误差，即某一时刻某一采样周期的高、焦煤气流量实际计算出来的混煤密度到下一个采样周期时应用到混煤计算，这个时间很短，大约1 s～2 s，而高、焦煤气混合后流到混煤各检测点时所需要一定的时间，根据远近不同，大约几秒或几十秒时间，而此时所用的密度数值是几秒或几十秒之前的了，因此煤气平衡势必受到一定的影响，这是下一步我们要考虑的问题。

6 结论

1)经过对能源量单介质平衡的研究和改进，目前各种能源量系统平衡误差基本控制在3%以内，所提供的数据对生产协调方面起到了积极作用，达到了预期的效果。

2)通过对平衡数据的分析可以及时有效的发现计量系统中存在的问题、能够合理的在各分厂能源量生产和消耗上进行配比，合理利用资源，杜绝能源生产浪费，达到效益最大化，由单纯的、粗旷的技术管理变为科学集约型的能源管理。

3)通过能源量介质平衡数据可以及时撑控有效的能源计量信息，保证企业整体节能减排工作的持续和高效提升，建设节约型生产企业起到积极作用。

[1] 孙淮清,王建中.流量测量节流装置设计手册[M].北京：化学工业出版社，2000：218-219

[2] 计量测试技术手册编辑委员会.计量测试技术手册(第4卷)[M].北京：中国计量出版社,1996：400-401

APPLICATIONOFENERGYBALANCEINENTERPRISE

Zheng Yichang

(Anyang Iron and Steel Group Co. , Ltd)

2017—3—28